Purée de pois, turbines endommagées, moteurs « étouffés » : les volcans peuvent constituer un cauchemar aéronautique.

Que contiennent les cendres émises par un volcan ? Essentiellement de la silice (autrement dit du sable très fin), des silicates, des composés soufrés (le plus souvent gazeux, mais dangereux pour les voies pulmonaires). Lorsque le nuage de cendres est dense, ce qui est le cas à proximité des éruptions, la visibilité est évidemment masquée, mais les conséquences matérielles peuvent devenir catastrophiques.

Vitesse de projection. Il ne faut pas oublier que le monde de l’Aéronautique est aussi celui des hautes vitesses. Un caillou lancé à grande vitesse par une roue de voiture sur une route casse le pare brise du véhicule circulant en sens inverse : lors de ce phénomène, la vitesse d’impact du projectile est égale à la somme des vitesses des véhicules qui se croisent. Dans le cas d’un flux de projectiles de petites dimensions, comme des grains de sable, le flux de particules devient hautement abrasif et peut dépolir un pare brise et le rendre opaque.

Les véhicules terrestres sont munis d’un filtre à air, précisément pour éviter l’intrusion de particules dans les cylindres. Autrement, ceux-ci seraient altérés par abrasion de leur surface interne, ce qui provoquerait leur perte d’étanchéité et entraînerait une perte de puissance et une surconsommation d’huile ou un grippage de l’attelage mobile.

Considérons maintenant le cas des turbo réacteurs : ces machines consomment beaucoup d’air (jusqu’à près de 1000 m3 par seconde). Pour des raisons purement pratiques d’efficacité, ces machines ne peuvent être équipées ni de filtre à air, ni de catalyseurs pour éliminer les polluants émis par les chambres de combustion. Ces machines sont donc très vulnérables à l’abrasion des particules et à l’intrusion de corps plus volumineux comme des oiseaux, chiffons ou papiers soulevés par le vent. Les conséquences peuvent être : l’usure prématurée voire la rupture des ailettes des compresseurs et turbines. Les coûts d’entretien sont alors exorbitants et les risques de détérioration des moteurs en vol n’est plus du tout négligeable, avec les conséquences faciles à imaginer.

Perte de contrôle. Une autre conséquence des nuages chargés de cendres est le bouchage des tubes de Pitot, sondes qui mesurent la vitesse de l’aéronef. L’annihilation de cette mesure ne permet plus de contrôler l’aéronef correctement : ceci se traduit par des possibilités de survitesse (avarie des moteurs) et vibrations anormalement élevées de l’habitacle (avec risque de désagrégation de celui-ci) ou de sous vitesse (décrochage et chute).

Enfin, une densité trop élevée de particules réduit la teneur en oxygène de l’air aspiré par les moteurs qui peuvent être « étouffés » par manque d’oxygène pour la combustion, donc s’arrêter de tourner ou d’accuser une baisse significative de puissance. La traversée d’un nuage de cendres, même peu dense, provoque une révision complète des moteurs.

Le principe de précaution qui a consisté à fermer les aéroports et interdire la circulation aérienne, a provoqué du même coup un grand désordre dans le transport aérien, pendant la deuxième quinzaine d’avril.

L’histoire se répète. Au cours des vingt dernières années, il a été recensé 80 cas d’avions pris dans des nuages de particules volcaniques: les cendres ont failli entraîner la perte de deux Boeing 747, avec près de 500 personnes à leur bord, et ont endommagé vingt autres appareils, avec des coûts de réparation atteignant des centaines de millions de dollars.

 «La menace pour l’aviation est évidente», a déclaré à l’AFP Kjetil Toerseth, responsable des questions de pollution à l’Institut norvégien de recherche aérienne.
Pour renseigner l’aviation internationale sur la position et les mouvements de ces nuages, des «Centres de conseil sur les cendres volcaniques» ont été installés dans des instituts météorologiques de neuf régions du monde.

Le premier cas largement documenté avait été celui d’un vol de la British Airways en 1982, au moment de l’éruption du volcan indonésien Galunggung. L’ensemble des réacteurs de l’avion avaient perdu toute leur puissance pendant la traversée d’un nuage de cendres. Il avait fait une chute de plus de 4.000 m avant de toucher une nappe d’air non polluée, ce qui permit aux moteurs de retrouver leur puissance. L’appareil avait finalement réussi un atterrissage d’urgence à Jakarta, malgré un pare-brise devenu totalement opaque sous l’action des cendres.

En 1989, un avion assurant le vol KLM 747 entre Amsterdam et Anchorage en Alaska, s’était retrouvé dans un nuage de cendres issu du volcan Redoubt, à 177 km d’Anchorage, malgré les systèmes d’alerte prévus, ce qui avait entraîné aussi une perte de puissance des moteurs. Il avait cependant pu atterrir à Anchorage, mais le remplacement des quatre moteurs endommagés avait coûté 80 millions de dollars.

Au cours des importantes éruptions du volcan indonésien Pinatubo en 1991, dont les nuages de cendres ont aussi eu une influence sur le climat, plus de 40 différents incidents impliquant des avions avaient été répertoriés.

Si les nuages de cendres volcaniques restent des phénomènes connus en aéronautique, ils n’en restent pas moins de véritables menaces pour l’ensemble de la chaine industrielle, des passagers aux constructeurs.

M. Jean-Pierre RIVERE,
Responsable Qualité et laboratoires,
Professeur d’énergétique à l’IPSA